[发明专利]基于四维稳态杂波图的强杂波背景下低慢小目标检测方法

说明书

本发明公开了一种基于四维稳态杂波图的强杂波背景下低慢小目标检测方法，其具体步骤包括：杂波图编码管理，从目标回波数据中生成每个方位和俯仰波位组合对应的杂波图，并根据波位对杂波图进行编码管理；对极慢速目标检测时，采用静态杂波图模式，并在规定的时间段内进行电磁环境数据采集；设置杂波图更新条件，杂波图采用定时更新或者根据更新条件进行更新；对每个杂波图的初始的二维矩阵进行赋零操作；启动杂波图建图过程；对杂波图进行更新，得到更新后的杂波图；依次进行数字波束形成、脉冲压缩、MTD处理后，得到幅度谱数据，进行超杂波检测。本发明降低了杂波的检测概率，提升了重杂波条件下低慢小目标检测概率。

技术领域

本发明属于低慢小目标雷达探测领域，具体涉及一种基于四维稳态杂波图的强杂波背景下低慢小目标检测方法。

背景技术

目前，国内外对于“低慢小”无人机的探测及处置手段的研究已有许多相关较为成熟的技术及成果。对于低慢小目标的雷达探测，现有的雷达系统主要存在以下问题：

(1)雷达硬件的动态范围不足，很多雷达在简单空旷的背景条件下可以达到较好的低慢小探测效果，但在城市等强建筑背景回波的情况下，容易存在饱和现象，即硬件设备动态范围较窄。

(2)低慢小目标的低信杂比回波及复杂非均匀背景致使检测难度大。首先，由于低慢小目标飞行高度低，目标回波信号受到强建筑杂波干扰，导致目标信杂(噪)比较低。其次，由于此类目标的RCS较小，致使其回波能量较低并淹没于各种杂波、噪声中难以检测，导致雷达的探测概率在城市等重杂波环境下急剧恶化。

(3)低慢小目标的回波多普勒频率低且与杂波混叠严重。由于低慢小目标飞行速度低，致使其回波信号的多普勒频率靠近零频并且与强地物固定杂波以及慢速杂波存在严重交叠，采用经典动目标显示MTI和动目标检测MTD等频域滤波手段检测时性能严重下降，难以完成对该类目标有效探测。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明公开了一种基于四维稳态杂波图的强杂波背景下低慢小目标检测方法，以提高强杂波背景下的低慢小目标发现概率，同时降低杂波泄露引起的虚警概率。

本发明公开了一种基于四维稳态杂波图的强杂波背景下低慢小目标检测方法，其具体步骤包括：

S1，杂波图编码管理，利用低慢小目标探测雷达获取目标回波数据，根据低慢小目标探测雷达扫描范围和波束宽度，对低慢小目标探测雷达发射电磁波的波位进行波位标号，每个方位波位为A_i,俯仰波位为E_j，其中，i＝0,1,…N，i为方位波位序号，N为方位波位总数，j＝0,1,…M，j为俯仰波位序号，M为俯仰波位总数，从目标回波数据中生成每个方位和俯仰波位组合对应的杂波图，并根据波位对杂波图进行编码管理，方位波位A_i和俯仰波位E_j所构成的波位组合对应的杂波图记为每个杂波图用二维矩阵表示，该二维矩阵的矩阵维度为距离r×速度v，矩阵元素为对目标回波数据依次进行数字波束形成、脉冲压缩、MTD处理后得到的幅度谱数据；

S2，对极慢速目标检测时，采用静态杂波图模式，并在规定的时间段内进行电磁环境数据采集；指定杂波图种类，动态杂波图由于一直在进行更新，其包含的当前环境数据占比较大，这对极慢速的图检测效果影响较大，因此对极慢速目标检测时，采用静态杂波图模式，并在规定的时间段内进行电磁环境数据采集，以减小对极慢速目标检测的影响；当对极慢速目标检测要求不高时，也可以采用动态杂波图；杂波图种类包括静态杂波图和动态杂波图；

S3，设置杂波图更新条件，杂波图采用定时更新或者根据更新条件进行更新；

S4，对每个杂波图的初始的二维矩阵进行赋零操作；